Адсорбционный метод очистки газов, конструкции аппаратов для его реализации, особенности и области применения аппаратов.

Адсорбция – это процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом – адсорбентом. Поглощаемое вещество носит название адсорбата или адсорбтива. Процессы адсорбции (как и другие процессы массопередачи) избирательны и обычно обратимы. Это значит, что каждый поглотитель обладает способностью поглощать лишь определенные вещества и не поглощает (или поглощает лишь в незначительной степени) другие вещества, содержащиеся в газовой смеси или растворе, а поглощенное вещество всегда может быть выделено из поглотителя путем десорбции – процесса, обратного адсорбции. Механизм процесса адсорбции отличается от механизма абсорбции, вследствие того, что извлечение веществ осуществляется твердым, а не жидким поглотителем. Каждый из этих сорбционных процессов имеет свои области применения, где его использование дает больший технико-экономический эффект. Адсорбция применяется главным образом при небольших концентрациях поглощаемого вещества в исходной смеси, когда требуется достичь практически полного извлечения адсорбтива. Различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция обусловлена взаимным притяжением молекул адсорбата и адсорбента под действием сил Ван-дер-Ваальса и не сопровождается химическим взаимодействием адсорбированного вещества с поглотителем. При химической адсорбции, или хемосорбции, в результате химической реакции между молекулами поглощенного вещества и поверхностными молекулами поглотителя возникает химическая связь.

Адсорберы. Процессы адсорбции могут проводиться периодически (в аппарате с неподвижным слоем адсорбента) и непрерывно – в аппаратах с движущимся или кипящим слоем адсорбции, а также в аппаратах с неподвижным слоем – в установке из двух или большего числа адсорберов, в которых отдельные стадии процесса протекают не одновременно.

Адсорберы с неподвижным слоем поглотителя. Наиболее часто применяются цилиндрические адсорберы вертикального (рис. XIV-5, а) горизонтального типов.

Рис. XIV-5. Адсорберы периодического действия с неподвижным слоем поглотителя: а – вертикальный; 2 – штуцер для подачи паро-газовой смеси (при адсорбции) и воздуха (при сушке, охлаждении); 3 – штуцер для отвода отработанного газа (при адсорбции) и воздуха (при сушке и охлаждении); 4 – барботер для подачи острого пара при десорбции; 8 – штуцер для отвода паров при десорбции; 6 – штуцер для отвода конденсата; 7 – люки для загрузки поглотителя; 8 – люки для выгрузки поглотителя; 11 – решетка
Периодические процессы адсорбции часто проводятся четырехфазным способом, при котором процесс проходит в четыре стадии.

Первая стадия – собственно адсорбция, Вторая стадия – десорбция поглощенного компонента из поглотителя. Третья стадия – сушка поглотителя. Четвертая стадия – охлаждение поглотителя. Существует также двухфазный метод, при котором в прошедший регенерацию водяным паром горячий и влажный уголь подаются последовательно горячая и холодная паро-воздушная смесь (первая стадия).

Адсорберы с движущимся зернистым адсорбентом. Эти адсорберы представляют собой колонны, в которых зернистый адсорбент движется самотеком сверху вниз, либо перемещается при помощи специальных транспортных устройств (шнеки, элеваторы).

Схема адсорбера с движущимся слоем зернистого адсорбента показана на рис. 5.9.

Рис. 5.9. Адсорбер с движущимся слоем адсорбента: 1 – зона адсорбции; 2 – распределительные тарелки; 3 – холодильник; 4 – подогреватель; 5 – затвор

Адсорберы с кипящим (псевдоожиженным) слоем адсорбента. При проведении адсорбции в кипящем (псевдоожиженном) слое адсорбента гидравлическое сопротивление слоя является весьма малым, поэтому можно создавать скорости газового потока, в несколько раз большие, чем в неподвижном слое адсорбента. При интенсивном перемешивании в кипящем слое происходит сильное истирание твердых частиц адсорбента, в связи с чем для проведения описанного процесса необходимо применять адсорбенты, обладающие достаточной механической прочностью.

Рис. XIV-8. Однокамерный адсорбер с кипящим слоем поглотителя: 1 – корпус аппарата; 2 – циклонное устройство

В промышленности обычно применяются непрерывно действующие многокамерные адсорберы с кипящим слоем.

В однокамерных аппаратах такого типа интенсивное перемешивание твердых частиц приводит к значительной неравномерности времени пребывания в слое и соответственно различию степени их насыщения поглощаемым компонентом. В этих аппаратах, работающих по принципу прямотока фаз, не удается достичь концентрации адсорбтива в газовой фазе меньшей, чем равновесная, которая соответствует средней концентрации адсорбента в слое.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: